Java se面试题Object 类是 Java 中的一个特殊类，它是所有类的父类，Java 中的类都直接或间接的继承自

Java se面试题

Object

Object 类是 Java 中的一个特殊类，它是所有类的父类，Java 中的类都直接或间接的继承自 Object 类。

Object 类的常用方法如下：

equals()：对比两个对象是否相同
getClass()：返回一个对象的运行时类
hashCode()：返回该对象的哈希码值
toString()：返回该对象的字符串描述
wait()：使当前的线程等待
notify()：唤醒在此对象监视器上等待的单个线程
notifyAll()：唤醒在此对象监视器上等待的所有线程
clone()：克隆一个新对象

Java 中可以多继承吗？

Java 中只能单继承，但可以实现多接口。

覆盖和重载有哪些区别？

覆盖和重载的区别如下：

覆盖（Override）是指子类对父类方法的一种重写，只能比父类抛出更少的异常，访问权限不能比父类的小，被覆盖的方法不能是 private，否则只是在子类中重新定义了一个方法；
重载（Overload）表示同一个类中可以有多个名称相同的方法，但这些方法的参数列表各不相同。

构造方法有哪些特征？

构造方法的特征如下：

构造方法必须与类名相同；
构造方法没有返回类型（void 也不能有）；
构造方法不能被继承、覆盖、直接调用；
类定义时提供了默认的无参构造方法；
构造方法可以私有，外部无法使用私有构造方法创建对象。

构造函数能不能被覆盖？能不能被重载？

构造函数可以重载，但不能覆盖。

Java 中的 this 和 super 有哪些区别？

this 和 super 都是 Java 中的关键字，起指代作用，在构造方法中必须出现在第一行，它们的区别如下。

基础概念：this 是访问本类实例属性或方法；super 是子类访问父类中的属性或方法。
查找范围：this 先查本类，没有的话再查父类；super 直接访问父类。
使用：this 单独使用时，表示当前对象；super 在子类覆盖父类方法时，访问父类同名方法。

在静态方法中可以使用 this 或 super 吗？为什么？

在静态方法中不能使用 this 或 super，因为 this 和 super 指代的都是需要被创建出来的对象，而静态方法在类加载的时候就已经创建了，所以没办法在静态方法中使用 this 或 super。

静态方法的使用需要注意哪些问题？

静态方法的使用需要注意以下两个问题：

静态方法中不能使用实例成员变量和实例方法；
静态方法中不能使用 this 和 super。

final 修饰符的作用有哪些？

final 修饰符作用如下：

被 final 修饰的类不能被继承；
被 final 修饰的方法不能被重写；
被 final 修饰的变量不能被修改。

覆盖 equals() 方法的时候需要遵守哪些规则？

Oracle 官方的文档对于 equals() 重写制定的规则如下。

自反性：对于任意非空的引用值 x，x.equals(x) 返回值为真。
对称性：对于任意非空的引用值 x 和 y，x.equals(y) 必须和 y.equals(x) 返回相同的结果。
传递性：对于任意的非空引用值 x、y 和 z，如果 x.equals(y) 返回值为真，y.equals(z) 返回值也为真，那么 x.equals(z) 也必须返回值为真。
一致性：对于任意非空的引用值 x 和 y，无论调用 x.equals(y) 多少次，都要返回相同的结果。在比较的过程中，对象中的数据不能被修改。
对于任意的非空引用值 x，x.equals(null) 必须返回假。

在 Object 中 notify() 和 notifyAll() 方法有什么区别？

notify() 方法随机唤醒一个等待的线程，而 notifyAll() 方法将唤醒所有在等待的线程。

抽象类的特性

抽象类不能被初始化
抽象类可以有构造方法
抽象类的子类如果为普通类，则必须重写抽象类中的所有抽象方法
抽象类中的方法可以是抽象方法或普通方法
一个类中如果包含了一个抽象方法，这个类必须是抽象类
子类中的抽象方法不能与父类中的抽象方法同名
抽象方法不能为 private、static、final 等关键字修饰
抽象类中可以包含普通成员变量，访问类型可以任意指定，也可以使用静态变量（static）

接口能不能有方法体？

JDK 8 之前接口不能有方法体，JDK 8 之后新增了 static 方法和 default 方法，可以包含方法体。

抽象类中能不能包含方法体？

抽象类中可以包含方法体。抽象类的构成也可以完全是包含方法体的普通方法，只不过这样并不是抽象类最优的使用方式。

抽象类能不能被实例化？为什么？

答：抽象类不能被实例化，因为抽象类和接口的设计就是用来规定子类行为特征的，就是让其他类来继承，是多态思想的一种设计体现，所以强制规定抽象类不能被实例化。

抽象方法可以被 private 修饰吗？为什么？

抽象方法不能使用 private 修饰，因为抽象方法就是要子类继承重写的，如果设置 private 则子类不能重写此抽象方法，这与抽象方法的设计理念相违背，所以不能被 private 修饰。

抽象类和接口有什么区别？

抽象类和接口的区别，主要分为以下几个部分。

默认方法
抽象类可以有默认方法的实现
JDK 8 之前接口不能有默认方法的实现，JDK 8 之后接口可以有默认方法的实现
继承方式
子类使用 extends 关键字来继承抽象类
子类使用 implements 关键字类实现接口
构造器
抽象类可以有构造器
接口不能有构造器
方法访问修饰符
抽象方法可以用 public / protected / default 等修饰符
接口默认是 public 访问修饰符，并且不能使用其他修饰符
多继承
一个子类只能继承一个抽象类
一个子类可以实现多个接口

List 和 Set 有什么区别？

区别分为以下几个方面：

List 允许有多个 null 值，Set 只允许有一个 null 值；
List 允许有重复元素，Set 不允许有重复元素；
List 可以保证每个元素的存储顺序，Set 无法保证元素的存储顺序。

哪种集合可以实现自动排序？

TreeSet 集合实现了元素的自动排序，也就是说无需任何操作，即可实现元素的自动排序功能。

Vector 和 ArrayList 初始化大小和容量扩充有什么区别？

Vector 和 ArrayList 的默认容量都为 10，源码如下。

Vector 默认容量源码：

public Vector() {
    this(10);
}

ArrayList 默认容量源码：

private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;

Vector 容量扩充默认增加 1 倍，capacityIncrement 为初始化 Vector 指定的，默认情况为 0。

ArrayList 容量扩充默认增加大概 0.5 倍，是原来1.5倍（oldCapacity + (oldCapacity >> 1)）。

Vector、ArrayList、LinkedList 有什么区别？

这三者都是 List 的子类，因此功能比较相似，比如增加和删除操作、查找元素等，但在性能、线程安全等方面表现却又不相同，差异如下：

Vector 是 Java 早期提供的动态数组，它使用 synchronized 来保证线程安全，如果非线程安全需要不建议使用，毕竟线程同步是有性能开销的；
ArrayList 是最常用的动态数组，本身并不是线程安全的，因此性能要好很多，与 Vector 类似，它也是动态调整容量的，只不过 Vector 扩容时会增加 1 倍，而 ArrayList 会增加 50%；
LinkedList 是双向链表集合，因此它不需要像上面两种那样调整容量，它也是非线程安全的集合。

Vector、ArrayList、LinkedList 使用场景有什么区别？

Vector 和 ArrayList 的内部结构是以数组形式存储的，因此非常适合随机访问，但非尾部的删除或新增性能较差，比如我们在中间插入一个元素，就需要把后续的所有元素都进行移动。

LinkedList 插入和删除元素效率比较高，但随机访问性能会比以上两个动态数组慢。

Collection 和 Collections 有什么区别？

Collection 和 Collections 的区别如下：

Collection 是集合类的上级接口，继承它的主要有 List 和 Set；
Collections 是针对集合类的一个帮助类，它提供了一些列的静态方法实现，如 Collections.sort() 排序、Collections.reverse() 逆序等。

没有继承 Collection 接口的是？

Map

LinkedHashSet 如何保证有序和唯一性？

LinkedHashSet 底层数据结构由哈希表和链表组成，链表保证了元素的有序即存储和取出一致，哈希表保证了元素的唯一性。

HashSet 是如何保证数据不可重复的？

HashSet 的底层其实就是 HashMap，只不过 HashSet 实现了 Set 接口并且把数据作为 K 值，而 V 值一直使用一个相同的虚值来保存。

由于 HashMap 的 K 值本身就不允许重复，并且在 HashMap 中如果 K/V 相同时，会用新的 V 覆盖掉旧的 V，然后返回旧的 V，那么在 HashSet 中执行这一句话始终会返回一个 false，导致插入失败，这样就保证了数据的不可重复性。

如何用程序实现后进先出的栈结构？

可以使用集合中的 Stack 实现，Stack 是标准的后进先出的栈结构，使用 Stack 中的 pop() 方法返回栈顶元素并删除该元素。

LinkedList 中的 peek() 和 poll() 有什么区别？

peek() 方法返回第一个元素，但不删除当前元素，当元素不存在时返回 null；poll() 方法返回第一个元素并删除此元素，当元素不存在时返回 null。

Comparable 和 Comparator 有哪些区别？

Comparable 和 Comparator 的主要区别如下：

Comparable 位于 java.lang 包下，而 Comparator 位于 java.util 包下；
Comparable 在排序类的内部实现，而 Comparator 在排序类的外部实现；
Comparable 需要重写 CompareTo() 方法，而 Comparator 需要重写 Compare() 方法；
Comparator 在类的外部实现，更加灵活和方便。

Arrays.asList(array)返回的其实不是真正的ArrayList，不能对其进行增删元素

Map

Map 简介
Map 常用的实现类如下：

Hashtable：Java 早期提供的一个哈希表实现，它是线程安全的，不支持 null 键和值，因为它的性能不如 ConcurrentHashMap，所以很少被推荐使用。
HashMap：最常用的哈希表实现，如果程序中没有多线程的需求，HashMap 是一个很好的选择，支持 null 键和值，如果在多线程中可用 ConcurrentHashMap 替代。
TreeMap：基于红黑树的一种提供顺序访问的 Map，自身实现了 key 的自然排序，也可以指定 Comparator 来自定义排序。
LinkedHashMap：HashMap 的一个子类，保存了记录的插入顺序，可在遍历时保持与插入一样的顺序。

HashMap 重要方法

1 添加方法：put(Object key, Object value)

执行流程如下：

对 key 进行 hash 操作，计算存储 index；
判断是否有哈希碰撞，如果没碰撞直接放到哈希桶里，如果有碰撞则以链表的形式存储；
判断已有元素的类型，决定是追加树还是追加链表，当链表大于等于 8 时，把链表转换成红黑树；
如果节点已经存在就替换旧值；
判断是否超过阀值，如果超过就要扩容。

2 获取方法：get(Object key)

执行流程如下：

首先比对首节点，如果首节点的 hash 值和 key 的 hash 值相同，并且首节点的键对象和 key 相同（地址相同或 equals 相等），则返回该节点；
如果首节点比对不相同、那么看看是否存在下一个节点，如果存在的话，可以继续比对，如果不存在就意味着 key 没有匹配的键值对。

Map 常见实现类有哪些？

Map 的常见实现类如下列表：

Hashtable：Java 早期提供的一个哈希表实现，它是线程安全的，不支持 null 键和值，因为它的性能不如 ConcurrentHashMap，所以很少被推荐使用；
HashMap：最常用的哈希表实现，如果程序中没有多线程的需求，HashMap 是一个很好的选择，支持 null 键和值，如果在多线程中可用 ConcurrentHashMap 替代；
TreeMap：基于红黑树的一种提供顺序访问的 Map，自身实现了 key 的自然排序，也可以指定的 Comparator 来自定义排序；
LinkedHashMap：HashMap 的一个子类，保存了记录的插入顺序，可在遍历时保持与插入一样的顺序。

使用 HashMap 可能会遇到什么问题？如何避免？

HashMap 在并发场景中可能出现死循环的问题，这是因为 HashMap 在扩容的时候会对链表进行一次倒序处理，假设两个线程同时执行扩容操作，第一个线程正在执行 B→A 的时候，第二个线程又执行了 A→B ，这个时候就会出现 B→A→B 的问题，造成死循环。
解决的方法：升级 JDK 版本，在 JDK 8 之后扩容不会再进行倒序，因此死循环的问题得到了极大的改善，但这不是终极的方案，因为 HashMap 本来就不是用在多线程版本下的，如果是多线程可使用 ConcurrentHashMap 替代 HashMap。

TreeMap 怎么实现根据 value 值倒序？

使用 Collections.sort(list, new Comparator<Map.Entry<String, String>>() 自定义比较器实现，先把 TreeMap 转换为 ArrayList，在使用 Collections.sort() 根据 value 进行倒序，完整的实现代码如下。

HashMap 有哪些重要的参数？用途分别是什么？

HashMap 有两个重要的参数：容量（Capacity）和负载因子（LoadFactor）。

容量（Capacity）：是指 HashMap 中桶的数量，默认的初始值为 16。
负载因子（LoadFactor）：也被称为装载因子，LoadFactor 是用来判定 HashMap 是否扩容的依据，默认值为 0.75f，装载因子的计算公式 = HashMap 存放的 KV 总和（size）/ Capacity。

HashMap 和 Hashtable 有什么区别？

HashMap 和 Hashtable 区别如下：

Hashtable 使用了 synchronized 关键字来保障线程安全，而 HashMap 是非线程安全的；
HashMap 允许 K/V 都为 null，而 Hashtable K/V 都不允许 null；
HashMap 继承自 AbstractMap 类；而 Hashtable 继承自 Dictionary 类。

什么是哈希冲突？

当输入两个不同值，根据同一散列函数计算出相同的散列值的现象，我们就把它叫做碰撞（哈希碰撞）。

有哪些方法可以解决哈希冲突？

哈希冲突的常用解决方案有以下 4 种。

开放定址法：当关键字的哈希地址 p=H（key）出现冲突时，以 p 为基础，产生另一个哈希地址 p1，如果 p1 仍然冲突，再以 p 为基础，产生另一个哈希地址 p2，循环此过程直到找出一个不冲突的哈希地址，将相应元素存入其中。
再哈希法：这种方法是同时构造多个不同的哈希函数，当哈希地址 Hi=RH1（key）发生冲突时，再计算 Hi=RH2（key），循环此过程直到找到一个不冲突的哈希地址，这种方法唯一的缺点就是增加了计算时间。
链地址法：这种方法的基本思想是将所有哈希地址为 i 的元素构成一个称为同义词链的单链表，并将单链表的头指针存在哈希表的第 i 个单元中，因而查找、插入和删除主要在同义词链中进行。链地址法适用于经常进行插入和删除的情况。
建立公共溢出区：将哈希表分为基本表和溢出表两部分，凡是和基本表发生冲突的元素，一律填入溢出表。

HashMap 使用哪种方法来解决哈希冲突（哈希碰撞）？

HashMap 使用链表和红黑树来解决哈希冲突，详见本文 put() 方法的执行过程。

HashMap 的扩容为什么是 2^n ？

这样做的目的是为了让散列更加均匀，从而减少哈希碰撞，以提供代码的执行效率。

有哈希冲突的情况下 HashMap 如何取值？

如果有哈希冲突，HashMap 会循环链表中的每项 key 进行 equals 对比，返回对应的元素。相关源码如下：

do {
    if (e.hash == hash &&
        ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k)))) // 比对时还是先看 hash 值是否相同、再看地址或 equals
        return e; // 如果当前节点 e 的键对象和 key 相同，那么返回 e
} while ((e = e.next) != null); // 看看是否还有下一个节点，如果有，继续下一轮比对，否则跳出循环

为什么重写 equals() 时一定要重写 hashCode()？

因为 Java 规定，如果两个对象 equals 比较相等（结果为 true），那么调用 hashCode 也必须相等。如果重写了 equals() 但没有重写 hashCode()，就会与规定相违背，比如以下代码（故意注释掉 hashCode 方法）：

HashMap 在 JDK 7 多线程中使用会导致什么问题？

HashMap 在 JDK 7 中会导致死循环的问题。因为在 JDK 7 中，多线程进行 HashMap 扩容时会导致链表的循环引用，这个时候使用 get() 获取元素时就会导致死循环，造成 CPU 100% 的情况。

HashMap 在 JDK 7 和 JDK 8 中有哪些不同？

HashMap 在 JDK 7 和 JDK 8 的主要区别如下。

存储结构：JDK 7 使用的是数组 + 链表；JDK 8 使用的是数组 + 链表 + 红黑树。
存放数据的规则：JDK 7 无冲突时，存放数组；冲突时，存放链表；JDK 8 在没有冲突的情况下直接存放数组，有冲突时，当链表长度小于 8 时，存放在单链表结构中，当链表长度大于 8 时，树化并存放至红黑树的数据结构中。
插入数据方式：JDK 7 使用的是头插法（先将原位置的数据移到后 1 位，再插入数据到该位置）；JDK 8 使用的是尾插法（直接插入到链表尾部/红黑树）。

总结

通过本文可以了解到：

Map 的常用实现类 Hashtable 是 Java 早期的线程安全的哈希表实现；
HashMap 是最常用的哈希表实现，但它是非线程安全的，可使用 ConcurrentHashMap 替代；
TreeMap 是基于红黑树的一种提供顺序访问的哈希表实现；
LinkedHashMap 是 HashMap 的一个子类，保存了记录的插入顺序，可在遍历时保持与插入一样的顺序。

HashMap 在 JDK 7 可能在扩容时会导致链表的循环引用而造成 CPU 100%，HashMap 在 JDK 8 时数据结构变更为：数组 + 链表 + 红黑树的存储方式，在没有冲突的情况下直接存放数组，有冲突，当链表长度小于 8 时，存放在单链表结构中，当链表长度大于 8 时，树化并存放至红黑树的数据结构中。